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1、第三章 科学发现第一节 科学与技术一.什么是科学？二.什么是技术？三.科学与技术的关系。一.什么是科学？今日所谓科学在 人类历史上是非常 晚近的东西。“科学家” （scientist）一词 直到19世纪才出 现。是由威廉休 厄尔创造出来的。一.什么是科学？1.科学的内涵。科学是不断深化的关于客观世界的正 确反映的知识体系。科学不只是知识体系，还是产生知识 体系的活动体系。科学还是一种社会建制。一.什么是科学？2.科学知识的特征。内容的客观性。理论的逻辑性。应用的普遍性。进步性。一.什么是科学？3.伪科学的特征。主观随意性。神秘性。反逻辑性。不可确定性。二.什么是技术？1.技术的含义。技术，就其
2、本质来说，就是人类在利 用自然、改造自然的劳动过程中所掌握的 各种活动方式、手段和方法的总和。二.什么是技术？司南普及文化的印刷术指南车火药二.什么是技术？2.技术的基本特征。技术是目的化的自然物质运动规律。技术是主体要素和客体要素的统一。技术本身有一个从潜在形态到现实形 态的发展过程。三.科学与技术的关系。1.从目的和任务看。2.从活动过程看。3.从形态上看。4.从评价标准看。5.从与社会的相关程度上看。6.从工作主体来看。第二节 科学研究的活动结构 和科学方法一.科学认识的系统结构。二.研究领域的活动结构。三.科学方法的性质和类型。四.科学方法的历史发展。一.科学认识的系统结构。1.建制化
3、的研究主体科学劳动者。研究活动日益社会化。研究主体的思想和观点。组织化程度不断提高。研究成果更加规范。一.科学认识的系统结构。2.客体化的研究对象。实在性。不可穷尽性。主体指向性。一.科学认识的系统结构。3.客观化的研究中介。仪器和工具。语言和符号。操作、运算和推理规则。二.研究领域的活动结构。1.评价结构。2.操作结构。3.编码结构。4.存取结构。三.科学方法的性质和类型。1.科学方法的性质。方法是工具，是主体的手段。方法是主体的思维方式。方法和理论、原理是不同的范畴，但 两者之间可以相互转化。三.科学方法的性质和类型。2.科学方法的层次。自然科学各门学科所特有的专门研究方法 适用于各门自然
4、科学学科的一般研究方法 适用于自然科学、社会科学、思维科学的最 普遍的方法三.科学方法的性质和类型。3.科学方法的类型。发现和分析科学问题的方法 科学研究的基 资料搜集和整理的方法 本环节和步骤 观察实验方法理论思维方法检验验证方法三.科学方法的性质和类型。比较 分析定性研究方法 综合 归纳演绎 研究结果测量 观测定量研究方法 定量分析数学模型四.科学方法的历史发展。1.古希腊的演绎方法论。四.科学方法的历史发展。2.从近代到现代两种主要的科学方法。归纳主义方法论。培根四.科学方法的历史发展。假说演绎方法论。爱因斯坦 波普尔第三节 科学问题和科研选题一.科学问题二.科研选题一.科学问题1.科学
5、问题的规定。2.科学问题的结构。3.科学问题的分类。4.科学问题的来源。5.科学问题从怀疑中产生。6.科学研究始于问题。1.科学问题的规定。概念。科学问题是指科学认识主体在特定的知 识背景下提出的、尚未认识和解决的、具 有研究价值且实际可行的课题。1.科学问题的规定。特点。历史性。指向性。可解性。1.科学问题的规定。这些特点中，历史性最为重要，原因在于：只有依据当时的认识和科学实践的水 平，才能提出真正有价值的科学问题。希尔伯特1.科学问题的规定。一定的科学认识和科学实践水平决定着科 学问题的内涵深度、解答途径和求解手段。.同一问题，在不同的知识背景下，其内涵深度是 不同的。 魏斯曼 摩尔根
6、沃森和克里克1.科学问题的规定。.同一问题，在不同的科学技术背景下，其 解答途径和求解手段也是不同的。 伽莫夫2.科学问题的结构。问题域。求解目标。应答域。背景知识。3.科学问题的分类。 基础理论问题性质应用研究问题 关键问题地位 一般问题 3.科学问题的分类。 浅表问题 产生的特点真实问题 未解决的问题经验问题 已解决的问题认识层次 反常问题概念问题 内部概念问题 外部概念问题 4.科学问题的来源。从旧理论与新事实的矛盾中产生。德谟克利特4.科学问题的来源。从科学理论内部因逻辑矛盾而 产生的问题。一个看似没有问 题的理论，却在推论中 包含了两个相互矛盾的 命题，那么这个理论就 存在着悖论。4
7、.科学问题的来源。如果从一个理论中能推出它不能成立 的结论，就构成了一个佯谬。光度佯谬引力佯谬热死佯谬4.科学问题的来源。从不同学派理论之间的矛盾中 产生问题。微粒说波动说4.科学问题的来源。从不同学科的理论体系之间的 矛盾中产生问题。进化论 热力学第二定律 耗散结构理论4.科学问题的来源。从社会实践的需要和现有的技 术手段不能满足这种需要的矛盾中产 生问题。5.科学问题从怀疑中产生。科学研究中的怀疑精神。弗莱明青霉素5.科学问题从怀疑中产生。怀疑精神应当作为科学工作者的重要品格。牛顿 爱因斯坦 波普尔6.科学研究始于问题。从归纳主义到证伪主义。培根 波普尔6.科学研究始于问题。问题是科学研究
8、的起点和动力。从科学发现的总体过程看，只有发现 了旧理论不能解决的问题时，人们才会去修 正、补充它，或者着手建立新理论。哥白尼 伽利略 爱因斯坦6.科学研究始于问题。从科学研究的具体进程看，人们总是 以问题为框架有选择地去搜集事实材料。伽利略 达尔文6.科学研究始于问题。提出一个问题往往比解决一个问题更重要。爱因斯坦6.科学研究始于问题。“科学研究从问题开始”与“认识 以实践为基础”。“科学研究从问题开始”，着眼于科学研 究的程序，属于科学方法论的范畴。“认识以实践为基础”，着眼于认识的来 源，属于认识论的范畴。二.科研选题1.科研选题的意义。2.科研选题的步骤。3.科研选题的基本原则。4.课
9、题模式。5.科研选题的战术方法。1.科研选题的意义。概念。科研选题就是形成、选择和确定所要研 究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要研 究的一个或一组科学问题。1.科研选题的意义。意义。科研选题关系到科学研究的方向、目 标和内容，具有战略性意义。1.科研选题的意义。科研选题还直接影响到科研的途径 和方法，决定着科研成果的水平、价值和 前途。2.科研选题的步骤。文献调研和实际考察 提出选题 初步论证 评议和确定课题3.科研选题的基本原则。需要性原则。需要性原则是指课题选择应面向社会需 要和科学理论发展的需要。这些课题大体上可以分为：基础理论研究应用研究发展研究3.科研选题的基本原则。科
10、学性原则。科学性原则是指选题应当有一定的科学 理论和事实依据。明显与以确证的科学理论相违背的题 目不应作为选择对象。毫无事实根据的题目也不应作为选择 对象。3.科研选题的基本原则。创造性原则。选题的创新性是科研的灵魂，贯穿科 研的全过程。课题本身要具有先进性、突破性、独 创性和新颖性。（概念和观点）创造性在不同性质的科学研究中表现 是不一样的。（基础研究和应用研究）3.科研选题的基本原则。可行性原则。选题必须与自己的能力和客观条件相 适应。4.课题模式。梯状课题模式。树状课题模式。网状课题模式。球状课题模式。5.科研选题的战术方法。要下大力气做好调查研究工作。要权衡自己的知识面和思维类型。课题
11、一经选定，就要竭尽全力按照既 定目标和设计进行研究，切忌三心二意。冷静对待困难、挫折或失败。课题论证与评价。第四节 科学事实及其获取途径一.科学事实。二.科学事实的获取。三.观察和实验中的几个认识论问题。一.科学事实。1.科学事实的规定。2.科学事实的特点。3.科学事实的作用。1.科学事实的规定。科学事实是指对观察和实验获得 的客观存在的事件、现象和过程的真 实反映和描述。科学事实的内容是客观的，其形式是 主观的。1.科学事实的规定。客观事实是指一切尚未进入科学研究 领域，与科学认识主体尚未发生联系，但 在时间和空间中实际存在着的事件、现象 和过程。1.科学事实的规定。经验事实是指科学研究中观
12、察到的有关被认识现象的客观事实经大脑加工后，用专业语言或文字作出的判断和陈述。经验事实具有可错性和不确定性的特点。2.科学事实的特点。客观性。可靠性。可重复性。独立性。 伽伐尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用 刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛， 同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起 因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫 做“动物电”。 3.科学事实的作用。科学事实是形成科学理论的基础。量子力学之父 贝纳德花纹 化学振荡反应图示海森堡 同心圆花纹 螺旋形花纹3.科学事实的作用。科学事实是评价科学假说和科 学理论的依据。一般情况，一个假说或理论解释的科学 事实越多、越准确，
13、其科学价值就越大。二.科学事实的获取。1.观察方法。2.实验方法。1.观察方法。概念。观察方法是指人们在一定理论指导下， 通过感官或借助于科学仪器，有目的、有 计划、有选择地感知和描述研究对象，获 得科学事实或感性材料的一种研究方法。1.观察方法。观察方法的类型。按观察的方式和手段，可分为直接观 察和间接观察。.直接观察：即认识主体仅凭感官直接感知客体的方法。 .间接观察：即借助于仪器进行的观察。1.观察方法。按观察的性质和内容，可分为定性观 察和定量观察。.定性观察：也称质的观察，即为了确定研 究对象具有何种性质和特征以及与其他事 物有何种性质的联系而进行的观察。 .定量观察：也称观测或测量
14、，即为了确定 研究对象具有何种量的规定性而进行的观 察方法。1.观察方法。观察方法的特点。观察活动的目的性。 观察对象的自然性。 观察结果的可重复性。引力波1.观察方法。观察方法的基本原则。客观性原则。客观性原则是指在观察中必须按照客观 事物的本来面目去记录和描述事实和材料， 既不能根据观察者的主观意愿人为地增加什 么因素，也不能随意减少什么因素。1.观察方法。观察中的主观性。铬铅矿 钒铅矿1.观察方法。观察中假象和幻觉的干扰。2006年5月28日上午10时，长沙上空 出现海市蜃楼奇观，一线绵延的山峰清晰地出现在城市上空。 1.观察方法。全面性原则。全面性原则是指人们在观察中要全方位 、多角度、多层次地认识被研究的对象及 其与其他事实的联系与区别。必须注意：.要避免和克服片面性。.要做到观察的系统性。.要注意观察的条件性。1.观察方法。典型性原则。典型性原则是指在观察过程中，要选择 能代表同一类事物共同特征的典型事物进 行观察。摩尔根 果蝇1.观察方法。观察方法的作用。科学观
